前段时间和一个初二学生聊天,当他说到他最近学到的东西时,就说到他生物学了神经,老师提到了刺激可以非常快的传达到大脑,并且说这是一个很大的课题。于是他一直在猜测信号到底是怎么传输到大脑的,难道是因为血液震动吗?于是就向我求证。今天来聊聊这个问题。因为我不是做神经生物学的,内容大部分来自记忆和搜索,如有纰漏,还请多多指正。
01,刺激信号是怎么传递的?
首先为这个学生勇于思考和探索的精神点个赞!
刺激信号传递,有两个重要内容
一:介质
二:速度
该学生提到的血液,满足了速度,然而介质方面,血液无法穿透血脑屏障。所以只能遗憾了。而神经电流传播,既满足了速度,又满足了介质。
我简单的做了个图
02,我是如何思考这个问题?
初看到他的问题,我想到的是,这还用问?后来看到他说信号以波的形式传输到大脑。我意识到,他是个非常认真思考的学生,非常难得。
这让我想起了当初学交流电的时候,一个问题,为什么电可以传输那么快,一个解释如下:电流的速度是每秒30万公里,没错,但并不是导体中的自由电子的移动速度也是30万公里。
你可以这样理解,比如,有一个管子,里而已经装满水了,好了,从A端流进一点水,立即就会从B端流出多少水,但刚从A端流进去水并没有立即跑到B端,其实家里的自来水就是这个道理的,你从水笼头放出来的水,并不是刚从自来水公司流来的,而是存在水管中的,只要一端流进多少,另一端就会立即流出多少的。这个几乎是同时的,但是刚从自来水公司流进水管里的水真正的流到家里却需要很长时间哟!那导线中的电流的流动与水流的流动是非常相似的,那就好理解了吧。
在这个问题里,按照速度的来说,血液传播完全成立,类似于电流的速度,这个部位受到刺激,马上就可以传递到大脑。
以上就是我看到这个问题的思考。不过事实上,这个问题是不成立的。为什么?下面来解释。
03,对刺激的反应是大脑做出的判断?
如果你认可:“对刺激的反应是大脑做出的判断”这个基本前提,那么我可以告诉你,血液跟大脑没有直接关联。因为有“血脑屏障”的存在,或者说,事实上,大脑是浸泡在脑脊液中,而非血液。
脑屏障是血-脑、血-脑脊液和脑脊液-脑三种屏障的总称。这个图是血脑屏障
也就是说,你的血液无法通过图中的endothelium(内皮组织),因此自然无法通过血液把信号传递进去。
然而,神经系统的伟大就在于,这层膜是半透性的,可以选择性透过一些小分子,比如钠钾离子。而这二者是电流传递的基本方式。
就像下图,受到刺激,只要a的电子流进去,那么瞬间就有了b,电位差,于是电流产生,信号就传递出去了。
另外,这个问题可以用证伪的方式来判断,就比如对于瘫痪的人,事实上,血液循环是正常的,但是就是没法传导知觉,最极端的就是植物人。
最后,希望同学们在学习过程中能够发扬敢于思考的精神!